برج خنک کننده دستگاه تزریق

همانطور که می‌دانیم امروزه تزریق پلاستیک یک امر مهم در تولید و ساخت تمامی قطعات پلاستیکی می‌باشد که برای انجام دقیق تر و صحیح تر عملکرد دستگاه های تزریق پلاستیک از برج خنک کننده دستگاه تزریق پلاستیک که در فضای بیرونی کارخانجات تزریق پلاستیک نصب می‌شود.

دلیل استفاده از برج خنک کننده در صنعت تزریق

این برج خنک کننده تزریق پلاستیک می‌توان گفت با تولید همیشگی آب سرد و جریان و چرخش آن در تبدیل کننده های روغن و داخل و اطراف قالب های شکل گیری دستگاه تزریق پلاستیک باعث سهولت در تولید قطعه های پلاستیکی می‌گردد. معمولا به دو شکل کولینگ تاور مکعبی و مخروطی یا همان استوانه ای استفاده می‌شود که برطبق اطلاعات بدست آمده به هیچ عنوان استفاده از چیلر های تراکمی در کارخانجات تزریق پلاستیک به علت مصرف برق بسیار بالا استفاده نمی‌شود و بطور معمول از برج های خنک کننده یا همان کولینگ تاور ها توصیه می‌گردد. به علت قرار گرفتن مستقیم با هوای خنک بیرونی محیط کارخانه باعث خنک تر شدن آب در کولینگ تاور و انتقال این آب به بخش های مختلف می‌شود و نکته قابل توجه دیگری که در رابطه با برج های خنک کننده دستگاه تزریق وجود دارد شکل ظاهری و مدل استفاده ان در کارخانجات تزریق پلاستیک می‌باشد.

دو دلیل بسیار مهم که علت استفاده از کولینگ تاور ها را در صنعت تزریق پیشنهاد می‌کند را بررسی می‌کنیم

سوال اول: به چه دلیل از کولینگ تاورها در خنک کردن دستگاه تزریق استفاده می‌کنیم؟

همانطور که گفته شد برج های خنک کننده مصرف برق بسیار پایین تری نسبت به چیلرها دارند و همینطور به نسبت اندازه شان فضای کمتری را اشغال می‌کنند و توانایی تولید آب سرد زیادی را حتی تا دمای 25 درجه سانتی گراد را در صورت تحت فشار تولید کند. همچنین علت دیگر استفاده از برج های خنک کننده قیمت و هزینه مناسب آن بوده است که می‌توان با هزینه کمتر بازده تولید را با بهترین و مناسب ترین سرمایه اولیه افزایش داد. در مقایسه برج های خنک کننده و چیلرها همانطور که بررسی ها نشان داد هزینه پایین تر برق مصرفی و از سوی دیگر کارایی آن نیز در اندازه و ظرفیت های بزرگ تر بیشتر از چیلر ها بوده است. نکته بسیار مهم و قابل توجهی که در برج های خنک کننده نیز وجود دارد طراحی و ساخت این برج ها بر طبق استاندارد های ذکر شده است، که اگر طراحان و تولید کنندگان این موارد را در برج ها رعایت نکنند بعد از گذشت چند سال در ابتدا برج خنک کننده و سپس دستگاه های تزریق پلاستیک دچار مشکل می‌شوند و سبب بوجود آمدن ایراداتی از قبیل شکل نگرفتن درست و صحیح قطعات پلاستیکی، کاهش میزان تولید دستگاه تزریق، سرد شدن قالب ها با تاخیر و آسیب مستقیم به روغن در چرخش درون دستگاه می‌شود. با توجه دقیق به گفته های فوق باید برای مواجه نشدن با مشکلات پیشبینی شده دقت بسیار دقیق و مهندسی در هنگام خرید برج های خنک کننده داشته باشیم و تولید برج را به شرکتی معتبر بسپاریم.

سوال دوم: آب ورودی به دستگاه تزریق پلاستیک از طریق برج های خنک کننده در چه دمایی می‌باشد؟

از نکات مهمی که در دستگاه های تزریق بسیار مهم می‌باشد دمای آب سرد خروجی از برج خنک کننده است که باید همراه با توجه بسیار زیادی صورت گیرد. البته نکته قابل ذکری که وجود دارد، دمای آب سرد خروجی از کولینگ تاور تا حدی بستگی به شرایط محیط نصب کولینگ تاور دارد، به عنوان مثال استفاده از این برج های دستگاه تزریق در شهرهایی همچون یزد که شرایط آب و هوایی خشکی دارد بازده و راندمان آن به مراتب بالاتر و بهتر از شهر های مانند خوزستان با آب و هوای شرجی می‌باشد. در تعریفی دیگر هر چه شرایط اقلیمی و اندازه رطوبت محل نصب کولینگ تاور بیشتر باشد عملکرد و بازده برج هم پایین تر خواهد بود. بطور کلی دمای محاسبه شده در فصول گرم سال در بدترین شرایط جوی در حدود 20 تا 30 درجه سانتی گراد اندازه گیری و طراحی شده است. و همیچنین در فصل های سرد مانند زمستان باید برای کولینگ تاور ها از ضد یخ یا سیستم های آنتی فیریز استفاده گردد.

انواع کولینگ تاور تزریق پلاستیک

برج خنک کننده مخروطی

برج خنک کننده مخروطی یا مدور گرد یا مدور شناخته می‌شود این مدل از کولینگ تاور به دلیل داشتن سیستم پاششی آب تحت فشاری که دارد آب را 2 بار وارد بخش کلگی توزیع آب کولینگ تاور می‌کند سپس از قسمت لوله های آرم خارج می‌کند و بر روی پکینگ های می‌ریزد. در این برج نیز هوای خنک محیط از بخش کرکره ورودی هوا به سمت فن بالا کشیده شده و در تماس با آب گرم سبب خنک شدن آب می‌شود.

برج خنک کننده مکعبی مدارباز

این مدل از برج خنک کننده پر کاربرد ترین نوع طراحی شده برای برج خنک کننده تزریق می‌باشد این نوع کولینگ تاور به همراه سیستم پاششی که دارد به وسیله ی نازل ها یا دوش های ضد رسوبی آبی که خارج می‌شود از کولینگ تاور را با دمای بالا بر روی روغن و قالب ها پاشش می‌کند. قابلیت پاشش آب به صورت ثابت بر روی تمامی قسمت های دستگا برج خنک کننده یکی از مهمترین ویژگی های این دستگاه بوده است که آن را نسبت به دیگر برج ها متمایز می‌کند.

 

برج های خنک کننده صنعتی

 

انسان های اولیه به باد ها و نسیم های خنک وابسته بودند ، به این دلیل که فرایند خنک شدن تبخیری را تسریع می بخشید و انسان ها را خوشحال میکرد.

در گذشته دور با استفاده از دست هایشان با به حرکت در اوردن برگ های بزرگ ، ایجاد باد های مصنوعی میکردند، که نخستین مفهوم اساسی برج خنک کننده بود. که قرن ها بعد با پیشرفت تکنولوژی به انسان ها این قابلیت را میداد که از جریان هوای خنک مکانیکی برج خنک کننده لذت ببرند.

انواع برج های خنک کننده صنعتی

برج های خنک کننده صنعتی معمولا در چند نوع و مدل مختلف تهیه وساخته میشوند.که طبیعتا هر برج خنک کننده ای مناسب یک گونه ترکیب بار گرمایی است.

که همچنین برای شخص مصرف کننده شناخت انواع برج ها و محدودیت ها،مزایا و معایب آنها بسیار مهم است.

1-برج های خنک کننده اتمسفری صنعتی:

در این نوع از برج های خنک کننده صنعتی، ما از هیچکدام از وسایل مکانیکی برای ایجاد جریان هوای برج اسفاده نمیکنیم.

یکی از موارد قابل توجه در این برج ها این است که این برج خنک کننده صنعتی فقط اندازه بسیار کوچک و قیمت بسیار مناسب و ارزان آنها است.

این دستگاه به دلیل اینکه وابسته به اتمسفر و جو زمین است ،به شدت تحت تاثیر هوای نامناسب و باد های شدید قرار میگیرد.

همچنین لازم به ذکر است که استفاده از این برج خنک کننده صنعتی در فرایند نیازمند دما های بسیار دقیق و مطمئن آب سر به هیچ عنوان توصیه نمیشود.

نوع  دیگری از این برج ،برج خنک کننده هذلولی صنعتی مکش طبیعی است و به شدت به عملکرد حرارتی خود وابسته است.

برج های هذلولی با توجه به قیمت بالاتری که دارند اما به طور وسیعی در نیروگاه های تولید برق با بارهای گرمایی زیاد به کار میرود.

همچنین در صنعت سوخت نیز از برج های هذلولی استفاده میکنند.

2-برج های خنک کننده مکش مکانیکی صنعتی:

این برج ها از یک یا بیشتر از چند فن برای تولید جریان هوای برج استفاده میکنند.عملکرد حرارتی این برج ها کمتر تحت تاثیر متغیر های سایکرومتری قرارمیگیرند.همچنین مسئولیت جبران کردن هرگونه تغییر جوی یا بار گرمایی برعهده توان و ظرفیت فن ها و سیکل خاموش و روشن شدن آنها است.

ما میتوانیم برج های مکانیکی را به دو دسته تقسیم کنیم:

1.برج های مکش اجباری

2.برج های مکش القایی

تفاوت دو برج مکش اجباری و مکش القایی:

معمولا فن برج مکش اجباری در ورودی جریان هوا قرار میگیرد و هوا را به داخل هدایت میکند.اما در فن برج های القایی  ،فن در خروجی جریان هوا قرار میگیرد و هوا را به محیط بیرونی هدایت میکند.

همچنین برج های مکش اجباری دارای هوای ورودی پر سرعت و هوای خروجی کمی هستند و بیش از اندازه قایبلیت بازگشت دارند، به همین دلیل این برج ها دارای پایداری عملکردی کمتری نسبت به برج های مکش القایی برخوردارند.

معمولا برج های خنک کننده صنعتی اجباری دارای فن سانتریفیوژ هستند.

پتانسیل باز گردش هوا در برج های مکش القایی به صورت خود راه انداز نیست و به شرایط باد غالب بستگی دارد.

3-برج های خنک کننده صنعتی ترکیبی:

این نوع برج با مکش طبیعی و دودکش های کوتاه کار میکند.با این وجود دیده شده که این برج ها به فن های مکش مکانیکی هم مجهزند تا بتوانند به جریان هوا کمک کنند، به همین علت این برج ها را برج های مکش طبیعی تقویت شده با فن می نامند.

4-برج های خنک کننده صنعتی پاششی:

این برج ها فاقد صفحات داخلی هستند و فقط به شبکه توزیع آب برای ایجاد حداکثر تماس آب و هوا متکی هستند.

 

می توان گفت یکی از محدودیت های این دستگاه استفاده از آنها معمولا در فرآیند هایی که دمای بالای آب در آنها مجاز است ،محدود میشود. همچنین میتوانید با شماره 02122307981 تماس بگیرید و یا استعلام خود را به شماره 09120973469 واتساپ بفرستید .

 

 

 

تهویه شده توسط : گروه کارخانجات دما گستر

 

 

 

 

 

 

برج های خنک کننده

 

برج های خنک کننده سیستم هایی هستند که از آنها در جهت خشک سازی آب در فرایندهایی مانند سیستم های تهیه مطبوع، پالایشگاه ها، نیروگاه ها و غیره... استفاده میشود.

همچنین کولینگ تاور از نظر ابعاد نیز در ابعاد مختلفی دیده میشوند ، در مدل های کوچک ساختمانی تا مدل های بسیار غول پیکر و هذلولی شکل که قطرشان در حدود یک متر و ارتفاعشان در حدود دویست متر است ،دیده میشوند.

که معمولا از مدل های هذلولی که در نیروگاه های هسته ای بکار میروند ،استفاده میشوند.

از آن نظر که نرخ مصرف آب در یک خنک کننده معمولا 5 درصد نرخ مصرف آب در یک سیستم با با جریان آب طبیعی است،و همچنین به دلیل کم بودن هد پمپ نیز از مزاهای دیگریست که میگوییم به همین علت میگوییم برج های خنک کننده معمولا کم هزینه ترین سیستمی است که به صورت آبی کار میکند.

 این سیستم خنک کننده توانایی این را دارد که در دمای محیط مرطوب به علاوه 2 تا 3 درجه سانتی گراد خنک کرد.

از دیگر مزایای برج های خنک کننده تولید انبوه و آسان،و همچنین به راحتی در دسترس است.

دسته بندی برج های خنک کننده

به طور کلی 3 پارامتر دسته بندی برج های خنک کننده به شرح زیر می باشند:

1.جهت حرکت آب و هوا

2.روش انتقال حرارت

3.نوع کاهش هوا

 

1-جریان آب وهوا

CROSS FLOW-جریان متقاطع

در این جریان هوایی که از طریق دیواره های عمودی وارد دستگاه میگردد با آبی که از بالای دستگاه در حال اسپری شدن است ، برخورد پیدا میکند.

و در حین انجام این برخورد دما آب کاهش پیدا میکند، و در پایان کار هوا توسط فن های کار گذاشته شده به خارج مکیده میشود.

دو مورد از جریان متقاطع عبارتند از:

1.نگه داری ساده

2.مصرف انرژی پایین

و یکی از معایب جریان متقاطع ورود مواد زائد به قسمت پرکننده است.

Counter current-جریان ناهم جهت   

در این نوع مجهزسازی،جریان آب دقیقا خلاف جهت جریان هوا وارد دستگاه میگردد.هوا از پایین برج در قسمت پر شده وارد و از قسمت بالایی دستگاه خارج میشود.آب گرما را به هوا منتقل میکند و به واسطه فن ها به بیزون دستگاه هدایت میکند.

یکی از مزایای استفاده از جریان ناهم جهت بیشترین بازده در میان تمام انواع برج ها است.

و همچنین یکی از معایب تعمیرات و نظافت سخت این دستگاه است.

2-روش انتقال حرارت

برج های خنک کننده بر اساس روش انتقال حرارت به 3 دسته زیر دسته بندی میشوند:  

1.برج های خنک کننده خشک:

شامل:برج خنک کننده فایبر گلاس،چوبی و فلزی میباشند.

در برج های خنک کننده خشک آب نرم وارد بخش کوئل (لوله های موازی خم شده) های برج خنک کننده میشود.به این ترتیب در این مسیر هوای خشک و آب هیچ تماسی با یکدیگر ندارند و در نتیجه هیچ تبخیری هم به وجود نمی آید و در نتیجه نه املاح به آن اضافه میشود و نه مقدار آب اضافه میشود.

به همین علت در برج ها خنک کننده خشک تنها حرارتی که هدایت میشود از طریق کوئل ها و به وسیله انتقال حرارت اتفاق می افتد.

از مزایای برج های خنک کننده خشک مناسب بودن آن برای مکان هایی است که دسترسی کافی به آب ندارند.

و همچنین قابل توجه است که این نوع از برج های خنک کننده نیاز به هزینه بالا برای نگه داری و ساخت و همچنین کنترل سیستم دارند ،به همین علت استفاده از آن از نظر اقتصادی برای افرادی معقول نمیباشد.

2.برج های خنک کننده مرطوب یا خیس یا مدار باز :

در این نوع از برج های خنک کننده، برای خنک کردن آب از تماس مستقیم آب و هوا استفاده میشود.

که همچنین از نوع متداول ترین برج های خنک کننده که امروزه در مقیاس های بزرگ برای رفع حرارت استفاده میشود.

از مزایای این دستگاه تعمیرات آسان آن است، که امکان از مدار خارج کردن هر یک از واحد ها بدون توقف دستگاه به منظور تعمیرات و... است.

یکی از بزرگترین معایب استفاده از برج های خنک کننده  مدار باز هدر رفتن بیش از آب در اثر تبخیر است.

3. برج های خنک کننده مرطوب-خشک یا مدار بسته :

در برج های خنک کننده مدار بسته ، بعد از تبخیر آب توسط جریان هوا ،کویل در نتیجه سیال درون آن خنک میگردد.

این روش برای محیط هایی که شرایط آب در آنها مورد قبول نیست ،قابل استفاده است.

یکی از مزیت برج های خنک کننده مدار بسته ،کنترل مصرف آب در فصل های سرد تر است.در این شرایط در فصل هایی دمای هوا کاهش می یابد ،می توان جریان آب خنک کننده را قطع نمود و تنها با عبور هوا از بین کویل ها، عملیات خنک کاری انجام پذیرد.

یکی از معایب برج های مدار بسته هزینه بالای برج های مدار بسته به دلیل استفاده از کویل های مسی در تولید آنها میباشد.

3-نوع مکش هوا

نوع مکش هوا در برج های خنک کننده به دو دسته تقسیم میشوند:

1.مکش طبیعی

در این برج ها هنگاهی که آب دمای هوا تبخیر میشود و به بالا هدایت میشود، به  این صورت به دلیل افزایش هوا چگالی کاهش میابد،و هوا به صورت طبیعی به بالا صعود میکند.

از مزایای مکش طبیعی میتوان به ایمنی بالا و بازده بالای انرژی اشاره کرد.

و از معایب این نوع مکش میتوان به هزینه بالا و فضای مورد نیاز نصب اشاره کرد.

2.مکش مکانیکی:

دمیدن اجباری : یک فن در پایین وجود دارد که هوا را ناهمسو با آب تماس می دهد

مکش اجباری : فن در بالای برج نصب می شود و هوای ورودی را به بیرون پرتاب می کند.

 

همچنین میتوانید با شماره 02122307981 تماس بگیرید و یا استعلام خود را به شماره 09120973469 واتساپ بفرستید . 

 

تهویه شده توسط : گروه کارخانجات دما گستر 

کولینگ تاور چیست؟

 

برج خنک کن یا برج خنک کننده چیست؟

این سوالی است که برای بسیاری از مخاطبان و مهندسین در صنایع مختلف پیش می‌آید.  برج خنک کن چیست؟  در پاسخ به این سوال باید گفت: "برج خنک کننده یا Cooling tower یک دستگاه خنک کننده آب جهت مصرف در نیروگاه‌ها، پتروشیمی، صنایع هسته‌ای و سایر صنایع میباشد."

 بسیار جالب است بدانید هدف اصلی اغلب برجهای خنک کن تامین آب سرد برای سایر دستگاه‌های صنعتی می‌باشد. این تجهیز مکمل بسیاری از مبدلهای حرارتی خنک کن روغن، دستگاه‌های تزریق پلاستیک، کوره القایی و دیگهای بخار میباشد. برج های خنک کننده با باز خنک سازی آب به صورت دائم سبب تنظیم دمای دستگاه های صنعتی و افزایش راندمان تولید می‌شوند.

امروزه بسیاری از کارخانجات بزرگ کشور به دلیل شرایط اقتصادی به دنبال افزایش راندمان در تولید خود میباشند. بدین منظور اولین پیشنهادی که میتواند تاثیر بسزایی در این موضوع داشته باشد استفاده از کولینگ تاور در سیستمهای خنک‌کاری ماشین آلات کوچک و بزرگ است. برجها بدلیل داشتن ساز و کار بسیار ساده مقاومت خوبی در برابر شرایط جوی و خاص در صنعت تبرید دارند. طراحان سیستمهای سرمایشی امروزه با بکارگیری دانش روز مهندسی توانسته اند معضلات بسیاری را از این دستگاه سرمایشی برطرف نمایند.

 برج خنک کننده

به چه دلیل  از برج خنک کننده استفاده می کنیم؟

دلیل اصلی کاربری برج خنک کن، بهره گیری از آب گرم برگشتی از تجهیزات صنعتی میباشد. آب سردی که از استخرهای بزرگ به سمت مبدلها، دیگهای بخار و کوره‌های القایی حرکت میکند بعد از دریافت گرما از این تجهیزات گرمتر می‌شود. دمای آب به هر میزان افزایش یابد کارایی اش در جذب گرمای دستگاه های صنعتی، کاهش می‌یابد. وظیفه اصلی برج خنک کننده تنظیم دمای آب خنک در جذب گرمای اضافی مبدلهای حرارتی میباشد.

مزایای برج خنک کننده

به نقل از  سایت گروه کارخانجات دماگستر کولینگ تاورها دارای معایب و محاسنی هستند که به صورت مجزا به توصیف آنها خواهیم پرداخت. مزیت های برج خنک کننده بسیار فراوان بوده و بدلیل همین مزایا امروزه کاربرد آن بسیار زیاد گردیده است. مزیت اصلی کولینگ تاور تامین آب سرد برای دستگاه های صنعتی و جذب گرما از آنها میباشد. این موضوع سبب افزایش میزان تولید کارخانجات دیگر و افزایش سودآوری برای آنها میگردد. امروزه بیشتر کارخانجات صنعتی با دانستن اهمیت سیستمهای سرمایشی بخش اعظمی از سرمایه خود را صرف بازسازی و احیا این سیستم صرف مینمایند. سرویس سالیانه و باز احیا سازی دستگاه در دوره‌های منظم یکی از مهمترین راهبردها در دستیابی به این موضوع میباشد.

مزیت دیگر برج خنک کننده کاهش استهلاک و خرابی تجهیزات صنعتی می‌باشد. بسیاری از ماشین آلات صنعتی از روغن به جهت کارکرد روان تر در ماشین آلات خود استفاده میکنند. بکارگیری روغن در سیستم روانکاری این تجهیزات سبب می شود دمای روغن افزایش یابد. یک برج خنک کننده با گردش دائمی آب سرد در یک مبدل حرارتی موجب باز خنک سازی این گونه روغنها میشود.

معادلات حاکم در برج خنک کننده

به منظور انجام محاسبات در یک سیستم برودتی باید ابتدا در مرحله اول معادلات حاکم بر آن را مورد بررسی قرار دهید. رایج ترین معادلات حاکم بر برج خنک کننده عبارتند از:

• معادلات مربوط به محاسبات آب مصرفی
• معادلات مربوط به انجام محاسبه ظرفیت برودتی
• محاسبات مربوط به تعیین حجم هوادهی مورد نیاز
• معادلات انرژی و معادله‌های انتقال حرارت در سطوح خنک کن

انجام صحیح این معادلات بخش مهمی از طراحی صحیح برج خنک کننده به شمار می‌آید. این معادلات بیانی تصویر واضحی از شرایط طراحی، میزان سرمایش و میزان حجم آب مصرفی کولینگ تاور نمایان می‌کند. به منظور انجام صحیح معادلات در برج خنک کننده بهتر است با شرکتهای مشاوره معتبر ارتباط برقرار نمایید. گروه کارخانجات دماگستر با طراحی نرم افزارهای مهندسی در زمینه انجام این محاسبات در خدمت مهندسین محترم میباشد.

برج های خنک کننده مدار بسته

برج خنک کن یا برج خنک کننده مدار بسته از انواع کولینگ تاور با سیکل بسته می باشد که در ترنسلیت انگلیسی به نام close cooling tower نیز معرفی می گردد. برج های خنک کننده مدار بسته عملکردی بسیار شبیه با کندانسورهای تبخیری یا اواپراتیو کندانسور دارند و عمدتاً در خنک کاری آب، روغن و یا اسید مورد کاربرد قرار می گیرند. برج های خنک کننده مداربسته تماماً دارای استراکچری مکعبی شکل بوده و در دو تیپ فلزی و فایبرگلاس(کامپوزیت) تولید و طراحی می شودند.

برج های خنک کننده مدار بسته دارای یک کویل سرمایشی عموماً از متریال مس، استیل،گالوانیزه گرم و یا آلومینیوم می باشند. آب با چرخش در این کویل های برودتی در یک سیکل چرخشی کاملاً بسته خنک می شود که این موضوع اهمیت بسیاری برای طراحان سیستم سرمایشی دارد. برج خنک کن مدار بسته قالباً با توجه به میزان متراژ کویل دارای میزان انتقال حرارت معینی می باشند. ظرفیت برودتی کولینگ تاور مدار بسته در واقع بر گرفته شده است از میزان سطح انتقال حرارت موجود در کویل برودتی. 

---

 

نحوه عملکرد برج خنک کننده مدار بسته 

 

آب در یک چرخش در کولینگ تاور مدار بسته با تماس غیر مستفیم هوای خنک و خشک محیط بیرون خنک می شود. تبادل حرارت بین آب گرم و هوای سرد سبب جابجایی گرما از آب به هوا می شود. در این روش انتقال حرارت تبخیری داخل کولینگ تاور اتفاق نمی افتد. این موضوع سبب جلوگیری از افزایش میزان املاح موجود در آب گردشی می شود.

عدم افزایش املاح موجود در آب یا اصطلاحاً TDS موجب جلوگیری از رسوب و گرفتگی و مشکلات رسوب گرفتگی در آینده خواهد گردید. در واقع هدف اصلی  انواع برج خنک کن نیز همین دو موضوع می باشد. اولی کاهش میزان آب مصرفی کولینگ تاور و کاهش هزینه های ناشی از آن و دومی جلوگیری از حجم رسوب گرفتگی و خوردگی ناشی از کیفیت پایین آب گردشی. 

هوا توسط یک سیستم هوارسانی متمرکز در قسمت بالایی به داخل کولینگ تاور مکش می شود. این هوا در تماس با جداره خارجی لوله های سرمایشی سبب جابجایی حرارت از آب به خود می شود. این نوع انتقال حرارت راندمان پایینی دارد و به منظور افزایش راندمان یک سیکل گردشی مدار باز ترکیبی به سیستم اضافه می شود.

سیکل پاششی مدار باز ترکیبی که به انتقال حرارت کمک به سزایی می نماید قالباً فقط در فصول گرم وارد چرخه خنک کاری میشود. این سیکل کمکی پاشش آب(شاور آب) سبب کاهش دمای آب داخل کویل تا نزدیکی دمای مرطوب می گردد. 

---

انواع برج های خنک کننده مدار بسته 

• برج های خنک کننده مدار بسته خشک یا هوا خنک:

برج خنک کن مدار بسته خشک که در اصطلاح برج خنک کن خشک نیز نامیده می شود یکی از انواع رایج برج خنک کن مداربسته محسوب می شود. برج خنک کن خشک دارای یک کویل دارای فین های تبادل حرارتی می باشد که عمدتاً جهت افزایش سطح تبادل می باشد. لوله های اصلی این مدل کویل ها از متریال مس یا استنلس می باشد.

در واقع برج خنک کن مدار بسته عملکردی شبیه درای کولر یا کندانسور هوا خنک می باشد و فقط به واسطه هوای خشک محیط خنک می کنند. این موضوع سبب می شود که خروجی سیال در برج های خنک کن مدار بسته خشک در فصول تابستان بالاتر از 45 درجه سانتی گراد باشد. 

• برج های خنک کننده مدار بسته هیبریدی یا ترکیبی: 

برج خنک کن هیبریدی پر کاربردترین نوع کولینگ تاور مدار بسته می باشد که بدلیل کاهش آب تا نزدیکی دمای مرطوب مزیت مهمی نسبت به نوع خشک دارد. برج خنک کننده هیبریدی دارای سیکل پاششی آب مدار باز کمکی می باشد. این سیکل پاشش آب در فصولی که دمای خشک یا مخسوس اقلیم بیرون بالای 30 درجه می باشد به کمک دستگاه می آید. این پاشش آب کمکی در واقع محیط اطراف کویل را شرجی می نماید تا هوای اطراف کویل به حالت اشباع درآید.

از طرفی دیگر تماس آب خنک با سطح و جداره خارجی لوله های مسی سبب افزایش راندمان کولینگ تاور مدار بسته می شود. راندمان کولینگ تاور مدار بسته تابعی است از  دمای خروجی آب سرد و دمای ورودی آب گرم. راندمان برج های هیبریدی از برج های خنک کننده مدار بسته خشک به مراتب بیشتر می باشد. برج های خنک کننده هیبریدی دمای آب را تا نزدیکی دمای مرطوب کاهش می دهند و همین موضوع موجب افزوده شدن کارایی این مدل برج خنک کاری گردیده است. 

---

قیمت برج خنک کننده مدار بسته:

 

برج خنک کن مدار بسته وابسته به عوامل متعددی دارای قیمت های متفاوتی می باشد. آنالیز قیمت برج خنک کن مدار بسته گاهاً وابسته به عوامل بسیاری می باشد. مهمترین عوامل دخیل در قیمت کولینگ تاور مدار بسته عبارتند از جنس کویل، ظرفیت برج، جنس بدنه و نوع متریال جانبی به کار رفته در تولید این تجهیز. مهمترین عامل تعیین کننده قیمت در واقع همان جنسیت کویل و ضخامت به کار رفته در ساخت کویل می باشد. ضخامت کویل نباید از مقدار معینی بیشتر باشد. افزایش ضحامت کویل سبب کاهش راندمان برج خنک کننده می گردد. به منظور طراحی صحیح برج خنک کننده بهتر است به عوامل اصلی در کارکرد این تجهیز دقت بیشتری نمود تا قیمت نهایی دستگاه.

به بیانی ساده تر افزایش ضخامت کویل سبب ایجاد تداخل در فرآیند نفوذ حرارتی و هدایت گرمایی می شود. بهترین ضخامت برای کویل های مسی معادل 0.9 میلی متر و برای کویل های استنلس استیل همان ضخامت 2.11 میلی متر (رده ده) بهترین پیشنهاد می باشد. به منظور استعلام هر چه بهتر یک برج خنک کننده مدار بسته علاوه بر عوامل فوق باید دقت نمود که کدامین نوع برج را انتخاب نموده اید. برج های خنک کننده هیبریدی به مراتب قیمت بالاتری نسبت به انواع کولینگ تاور خشک دارند. به منظور اطلاع از شرایط کلی برج خنک کننده مدار بسته به آدرس رسمی سایت دماگستر https://dama-goostar.ir مراجعه فرمایید. 

بهترین گزینه در انتخاب برج خنک کننده استفاده از نرم افزار محاسبات برج خنک کننده در لینک مذکور می باشد.

---

تعمیر و نگهداری برج خنک کننده مدار بسته

در بررسی دوره تعمیرات و آورهال برج های خنک کننده مدار بسته باید به دو نکته اساسی دقت نمود. نکته اول اینکه به هر میزان که امکان دارد دوره تعمیر و نگهداری و شستشوی برج خنک کن مدار بسته را کاهش دهید. این موضوع می تواند سبب بهبود عملکرد سایر تجهیزات داخلی کولینگ تاور گردد و همچنین سبب تثیبت شرایط کارکرد این تجهیز گردد. موضوع دوم نیز تدوام در سرویس برج خنک کننده می باشد. سرویس برج خنک کننده سبب جلوگیری از شکل گیری رسوبات سخت در اجزای داخلی برج می گردد. در بیانی دیگر سرویس منظم دوره ای باید در طی دوره های 6 ماه تا 12 ماه صورت پذیرد. این موضوع از ایجاد آسیب های جبران ناپذیر خودداری می نماید. 

موضوع مهم دیگر در بحث نگهداری کولینگ تاور های هیبریدی همین موضوع کنترل کیفیت آب چرخشی در مدار باز می باشد. کنترل کیفیت آب مدار باز پاششی از ایجاد رسوبات سخت و نا مرغوب بر روی جداره خارجی کویل جلوگیری می کند. در واقع سرویس منظم و کنترل کیفی دو عامل اصلی در نگهداری صحیح یک برج خنک کننده به شمار می آید. آمارها و داده های تهیه شده در باب این موضوع حاکی از تایید گفته های اخیر می باشد.

اسپرینکلر یا آب پخش کن برج خنک کننده

ساپورتهای پالتروژن برج خنک کننده

 

ساپورتهای نگهدارنده پالتروژن پروفیل هایی از متریال فایبرگلاس بوده که جهت نگهداری پکینگ و قطره‌گیر مورد استفاده قرار می‌گیرد. بکارگیری پالتروژن در تولید برج خنک کننده فایبرگلاس امروزه از اهمیت بالایی برخوردار گردیده است. ساپورتهای نگهدارنده پکینگ که از متریال پالتروژن تولید می شود از مقاومت بسیار بالایی در برابر آب برخوردار است. استفاده از الیاف سوزنی در بافت پالتروژن سبب افزایش مقاومت ایستایی این پروفیلها در تحمل بارهای نرمال یا عمودی می گردد.

بکارگیری فایبرگلاس و حذف متریال فلزی در داخل کولینگ تاور امروزه کاربرد فراوانی دارد. اولین گام سازندگان در تولید برج خنک کننده ساخت قطعات فایبرگلاس بدنه می باشد. دومین گام مهم در راستای کاهش زنگ زدگی و خوردگی قطعات داخلی بکارگیری پالتروژن در ساپورتهای نگهدارنده داخلی دستگاه می باشد. ساپورت های پالتروژنی قالباً به شکل پروفیل های زرد رنگ یا قوطی هایی با سایز معین و مشخص می‌باشد. این قوطی ها توسط درپوشهای پلیمری به بدنه فایبرگلاس پیچ و مهره می‌گردد.

---

مزایای اصلی و مهم پالتروژن در برج خنک کننده

•     کاهش میزان خوردگی و زنگ زدگی در اجزای داخلی
•     افزایش کیفیت آب درگردش با کاهش میزان ترکیبات رسوبی ناشی از خوردگی
•     افزایش مقاومت در برابر وزن آب و عدم فورم پذیری در مقابل فشارهای جانبی
•     مقاومت شیمیایی بالا و قابلیت شستشو و رسوب زدایی با اسید
•     سبک بودن و کاهش وزن خشک کولینگ تاور
•     قابلیت تعویض آسان در هر دوره سرویس اساسی
•     کاهش هزینه های تولید و افزایش سرعت تولید
•     قابلیت اتصال با پیچ و مهره و عدم جوشکاری ساپورتهای نگهدارنده

---

توضیح بیشتر در مورد روش تولید پالتروژن (نوعی فایبرگلاس)

پالتروژن یک فرآیندی است در تولید قطعات فایبرگلاس که امروزه کاربرد فراوانی دارد. قطعات تولید شده توسط فرآیند پالتروژن عموماً به صورت المان‌های طولی می‌باشند. المان‌های پالتروژن به صورت قوطی، نبشی، پروفیل و میلگرد تولید می‌شود. الیاف مورد استفاده در تولید قطعات فایبرگلاس با فرآیند پالتروژن نوع سوزنی می‌باشد. الیاف‌های به کار رفته در تولید این المان‌ها به صورت نواری کنار یکدیگر قرار می‌گیرد. قطعات پالتروژنی برج خنک‌کننده امروزه به دلیل مقاومت بسیار بالا در برابر رسوب و زنگ زدگی کاربرد بسیاری پیدا کرده است. قطعات پالتروژن به عنوان ساپورت‌های نگهدارنده پکینگ و لوله‌های ورودی و قطره گیر مورد استفاده قرار می‌گیرد. به دلیل بالا بودن تنش‌های نرمال و تحمل میزان بالای بار همچنین مزیت بزرگی نیز دارند.

بیشترین مستندات بخش استانداردهای مرتبط با برج خنک کننده فایبرگلاس حاکی از تایید این قطعات می‌باشد. استفاده از قطعات پالتروژنی در برج خنک‌کن یا کولینگ تاور امروزه توسط بیشتر سازندگان رایج شده است. علاوه بر تحمل دمای بالا قابلیت اسیدشویی یکی از مزایای مهم این محصول می باشد. پروفیلهای پالتروژن برج خنک کننده به رنگ زرد و عموماً در ابعاد قوطی 3 و 4 مورد استفاده قرار می گیرد. اتصالات قطعات پالتروژنی عموماً به شکل پیچ و مهره ای می باشد و این موضوع سبب عملکرد بهتر برج خنک کننده شده است. استفاده از اتصالات پیچ و مهره ای در قطعات پالتروژن همچنین سبب افزایش طول عمر سایر قطعات گردیده است.

انواع کاهش دور برج خنک کننده

 

کاهش دور برج خنک کننده (Speed Reducer) وظیفه انتقال قدرت و کاهش دادن دور موتور به پروانه را برعهده دارد. کاهش دور یا اصطلاحاً کاهنده سرعت در کولینگ‌تاور عموماً در ظرفیت‌های بالا به کار برده می‌شود. سیستم انتقال قدرت گشتاور خروجی موتور را به فن انتقال می دهد. به دلیل چرخش سریع موتور این سیستم کاهنده، سرعت خروجی دینام را در ورودی فن کاهش می‌دهد. فن یا پروانه برج خنک کننده نمی‌تواند با سرعت‌های بالا چرخش کند. به دلیل افزایش لرزش و نیروهای مقاومتی در پروانه از کاهنده دور موتور استفاده می‌کنیم. کاهنده دور سرعت چرخشی موتور را از 1400rpm به بازه 700 تا 200 دور بر دقیقه(rpm) تغییر می‌دهد. طراحی کاهش دور برج خنک کننده وابسته به پارامتر سرعت نامی فن می‌باشد.

کاهش دور وابسته به نوع برج خنک کننده و شرایط طراحی در انواع مختلفی طراحی و تولید می‌شود. برج خنک کننده یا کولینگ تاور دارای انواع مختلفی میباشد. وابسته به ظرفیت، نوع کولینگ‌تاور(فلزی یا فایبرگلس) و قطر فن‌های بکار رفته در برج‌خنک‌کننده سیستم انتقال قدرت تغییر می‌کند. سیستم کاهنده سرعت دارای انواع مختلفی می‌باشد که رایج ترین آن‌ها سیستم تسمه پولی و گیربکس می‌باشد. این بخش یکی از مهمترین تجهیزات سیستم هوادهی و انتقال قدرت در  برج خنک کننده به شمار می‌آید. وظیفه سیستم کاهش دور انتقال گشتاور مکانیکی از مولد دینام به پروانه برج خنک کننده (تحت سرعت زاویه‌ای استاندارد) می‌باشد.

---

نگاهی به تعاریف متداول در طراحی سیستم کاهش دور برج خنک کننده

دور:

یکی از یکاهای فیزیکی در محاسبه سرعت زاویه‌ای در یک جسم (سرعت چرخش یک جسم) دور نامیده می‌شود. این پارامتر فیزیکی با یکاهایی همچون دور بر دقیقه یا rpm نشان داده می‌شود. rpm  مخفف round per minute می‌باشد که معادل فارسی آن دور بر دقیقه است. این پارامتر نماینگر این است که این جسم در هر دقیقه چند بار حول یک نقطه معین  360 درجه چرخش می‌نماید.

سرعت نامی پروانه:

یکی از پارامترهای طراحی در سیستم هوادهی برج خنک کننده دور نامی پروانه می‌باشد که با توجه به قطر پروانه معین می‌گردد. سرعت نامی پروانه‌های آکسیال کولینگ تاور عموماً بین 900rpm و 200rpm در برج خنک‌کننده طراحی می‌شود.

نسبت انتقال:

نسبت سرعت زاویه‌ای ورودی پروانه یا فن به سرعت زاویه‌ای خروجی الکتروموتور را نسبت دور یا نسبت انتقال در برج خنک کننده می‌نامند. این پارامتر مهم تاثیر بسزایی در طراحی قطر تسمه و پولی و یا انتخاب نوع گیبرکس دارد. تعیین نسبت کاهش سرعت مطابق فرمول زیر صورت می‌پذیرد.

---

اهمیت و لزوم کاربرد کاهش دور در برج خنک کننده

سیستم کاهش دور و کاهنده سرعت چرخشی در کولینگ تاور یکی از مهمترین اجزا و قطعات برج خنک کننده می باشد که در بخش هوادهی و هوارسانی مشغول انجام وظیفه می باشد. اهمیت این بخش زمانی مشخص خواهد شد که با نصب اصولی و استاندارد سبب افزایش طول عمر پروانه و سهولت در چرخش فن خواهد گردید. کاهش دور همچنین سبب کاهش فشار و تنش به موتور به دلیل لرزش یا شدت نیروهای توربولانسی فن می گردد که این موضوع همچنین سبب افزایش طول عمر الکتروموتور نیز می گردد. در گاهی موارد نیز جهت اتصال غیر مستقیم پروانه به موتور از الکتروگیربکس های مخصوص با نسبت دور معین استفاده می شود.

کاهش دور در واقع تجهیزی جهت کاهش سرعت زاویه ای چرخش پروانه تا میزان استاندارد دور مناسب فن یا پروانه می باشد. سیستم کاهش دور در برج خنک کننده عموماً با استفاده از افزایش قطر پولی یا چرخ دنده متصل به پروانه سبب کاهش دور فن در کولینگ تاور می گردد. به هر میزان فن یا پروانه برج خنک کننده سایز و اندازه بزرگتری داشته باشد مطابق با قوانین فن ها باید دارای دور چرخشی یا سرعت چرخشی کمتری بوده و از این جهت نسبت قطر پولی پروانه به فولی فن نیز افزایش می یابد.

همانطور که می دانید سرعت زاویه ای یک جسم صلب در تمامی نقاط آن یکسان است. سیستم کاهش دور در اصل با افزایش شعاع چرخش یک جسم صلب سبب کاهش میزان سرعت خطی نوک دایره خواهد شد و این موضوع سبب کاهش گشتاور و در نتیجه کاهش میزان اومگا (در فیزیک واحد دور) یا دور چرخشی می گردد.

 

---

محاسبه نسبت دور در سیستم کاهش سرعت برج خنک کننده

کاهش سرعت گیربکسی به صورت اتصال چرخ دنده های کوچک به چرخ دنده های بزرگ با نسبت قطر معین سبب کاهش دادن دور موتور به اندازه نسبی معین در ورودی به هاب پروانه سبب تنظیم سرعت استاندارد چرخش پروانه یا فن برج خنک کننده می شود. سیستم کاهنده تسمه ای نیز با بزرگتر کردن قطر پولی فن نسبت به فولی سر موتور سبب کاهش دور خروجی موتور در ورودی فن با نسبت دور معین می شود. هر پروانه متناسب با قطر خارجی و میزان هوادهی (Air Flow) نیازمند چرخش با سرعت زاویه ای معینی می باشد که متناسب با دور موتور برای رسیدن به دور مورد نیاز چرخش پروانه باید از سیستم انتقال قدرت یا گیربکس با نسبت انتقال مشخص استفاده نمود.

فرمول محاسبه نسبت انتقال در گیربکس و تسمه پولی: نسبت انتقال قدرت در سیستم کاهش سرعت برج خنک کننده = سرعت چرخشی موتور تقسیم بر دور پروانه یا فن کولینگ‌تاور

به بیانی خلاصه تر با محاسبه نسبت دور در گیبرکس و تسمه پولی در واقع نسبت قطر پولی پروانه به قطر پولی یا فولی سرموتور را محاسبه نموده‌ایم. به عنوان مثال در سیستم فولی تسمه نوع دو تسمه با نسبت دور 1 به 3 در طراحی انتقال قدرت اگر اندازه فولی سرموتور 10 سانتی متر باشد اندازه پولی پروانه یا فن 30 سانتی متر خواهد بود.

اطلاعات بیشتر در محاسبات برج خنک کننده

---

انواع سیستم کاهنده سرعت یا انتقال قدرت در برج خنک کننده

• سیستم انتقال قدرت کوپل مستقیم یا دایرکت درایو

در بسیاری از موارد در ظرفیت های پایین هوادهی و قطرهای کوچک پروانه، دور نامی پروانه بالاتر از 700 rpm خواهد بود که در این صورت از الکتروموتور با دور پایین (700 یا 900) به صورت کوپل مستقیم یا دایرکت درایو استفاده می شود. این بدین معنی است که از شافت موتور مستقیماً جهت چرخش پروانه استفاده می شود که در این حالت دور یا سرعت چرخشی پروانه با دور موتور برابر خواهد بود. در انواع برج خنک کننده با ظرفیت پایین تر از 60 تن تبرید عموماً سیستم انتقال قدرت به صورت کوپل مستقیم (Direct Drive) می باشد.

• سیستم انتقال قدرت تسمه و پولی یا تسمه‌ای

کاهنده دور تسمه ای یا تسمه و پولی شامل سه بخش اصلی می باشد. بخش یا قسمت اول فولی یا پولی سر پروانه می باشد که از یک محور یا شافت ، بلبرینگ و قسمت تسمه خور تشکیل می شود. بخش دوم پولی سر موتور می باشد که دارای یک جا شافتی جهت اتصال به شفت موتور می باشد. بخش سوم تسمه می باشد که از گریدهای مختلف و سایزهای مختلف در انواع سیستم کاهش دور تسمه ای در برج خنک کننده استفاده می شود.

 

• سیستم کاهش دور گیبرکسی

روش انتقال قدرت باگیربکس در برج خنک کننده یکی از رایج ترین انواع سیستم کاهنده دور مورد استفاده در بخش هوادهی کولینگ تاور می باشد. گیربکس یا جعبه دنده مجموعه ای متشکل از دنده های فلزی می باشد که دنده کوچکتر به شافت موتور و دنده بزرگتر همیشه به هاب پروانه اتصال می یابد. گیربکس های به کار رفته در برج خنک کننده به عنوان یک سیستم کاهش دور عموماً دارای دو مشخصه اصلی می باشند. در انتخاب گیربکس برج خنک کننده ابتدا باید دور نامی فن یا پروانه را در قطر آن محاسبه نمود سپس با استفاده از دور ورودی موتور و توان موتور گیربکس را انتخاب نمود.

 

---

پنج گام اساسی در انتخاب سیستم کاهش دور برج خنک کننده

• محاسبه توان الکتروموتور یا مولد مکانیکی در تأمین گشتاور مورد نیاز جهت چرخش پروانه

• تعیین و مشخص نمودن دور نامی (سرعت چرخشی نامی) یا استاندارد فن یا پروانه در کولینگ تاور

• محاسبه نسبت دور یا دور خروجی با استفاده از دور نامی مطابق فرمول ذکر شده

• نوع سیستم هوادهی (آکسیال یا سانتریفوژ) و محاسبه فشار دینامیکی و استاتیکی مورد نیاز فن

• نوع برج خنک کننده یا کولینگ تاور و جهت عبور جریان هوا و انتخاب نوع گیبرکس یا تسمه پولی با توجه به شرایط طراحی

---

انواع کاهش دور تسمه ای برج خنک کننده

• کاهش دور تسمه‌ای طرح V ساده

کاهنده دور نوع تسمه ساده (V belt) پرکاربردترین نوع کاهنده تسمه و پولی می باشد که تسمه های این مدل با دو نوع عرض کوتاه b و عرض زیاد a مورد کاربرد قرار می گیرد. تسمه نوع b بیشترین کاربرد را در انواع برج خنک کننده دارد . سایزهای تسمه b54  و b65 و سایزهای بزرگتر عموماً در سیستم های کاهش دور دو تسمه، سه تسمه و بالاتر مورد کاربرد قرار می گیرد.

• کاهش سرعت تسمه‌ای دندانه دار

کاهش دور تسمه ای دنده دار بیشتر در موتورهای بسیار قوی همانند موتور ماشین (تسمه تایم) به کار برده می شود. بیشتر ماشین آلات صنعتی که از موتورهای بسیار قوی با گشتاورهای بالا استفاده می کننده از سیستم کاهنده دور دنده ای جهت انتقال قدرت بین اجزا مختلف خود استفاده می نمایند.

 

---

کاربرد هرزگرد در سیستم کاهش دور تسمه پولی در برج خنک کننده

کاهنده‌های تسمه‌ای عموماً به دلیل چرخش محور موتور حول افق فقط تحت تنش‌های کششی ناشی از چرخش محور موتور قرار می‌گیرد. این نیروی کششی و ضربه زننده توسط موتور عمدتاً توسط هرزگرد یا بلبرینگ چرخان دمپ می‌گردد. در واقع هرزگرد در نقطه مقابل فولی موتور قرار می‌گیرد و نیروهای کششی حول محور ساعتگرد موتور را طی یک چرخش معکوس دفع می‌نماید. هرزگرد برج خنک کننده مزیت‌های بیشماری در کارکرد کولینگ تاور خواهد داشت که مهمترین آنها عبارتند از:

مهمترین مزایای استفاده هرزگرد در سیستم انتقال قدرت برج خنک کننده

• افزایش طول عمر بلبرینگ در قسمت پولی پروانه یا فن

• افزایش طول عمر موتور با کاهش نیروی وارد بر شفت

• کاهش میزان سطح ارتعاشات حاصل از انتقال قدرت موتور به پروانه

• کاهش میزان سطح دسیبل صدای تولیدی کولینگ تاور

انواع تسمه بکار رفته در سیستم کاهش دور برج خنک کننده

تسمه ها در دو نوع کلی دنده‌دار و ساده تقسیم بندی می‌شود. تسمه‌های ساده در سیستم انتقال قدرت تسمه پولی کاربرد بیشتری دارند. با توجه به سرعت چرخش پایین فن یا پروانه نوع دنده‌دار کاربردی ندارد. تسمه نوع دنده‌دار اکثراً در موتورهای صنعتی مثل موتور خودرو کاربرد دارد. تسمه تایم یکی از رایج‌ترین انواع تسمه دنده‌دار می‌باشد. تسمه نوع V یا همان تسمه ساده خود به دو دسته معمول A و B تقسیم می‌شود. تفاوت بین تسمه‌های مختلف در عرض آنها می‌باشد. عرض تسمه‌ها هر چه حروف به A نزدیک می‌شود باریکتر می شود. تسمه های نوع b در برج خنک کننده کاربرد بیشتری دارد.

تسمه های بکار رفته در کولینگ تاور معمولاً از نوع b می‌باشد. به دلیل استفاده از فولی‌های پروانه بدون دندانه نوع تسمه ها ساده می‌باشد. قدرت و قوام تسمه وابسته به تعداد لایه‌های بکار رفته در ساخت تسمه متفاوت می باشد. تسمه‌های کره‌ای از کیفیت بیشتری در مقابل سایر برندها برخوردار است. تسمه‌های اندونزی، تایوان و چین نیز در رده‌های بعدی کیفی تسمه‌ها قرار دارد. نوع تسمه تأثیر بسیاری بر کارکرد صحیح سیستم انتقال قدرت تسمه‌ای دارد. تسمه پروانه های بکار رفته در کولینگ تاورهای دما گستر از نوع کره ای با روکش مخصوص می‌باشد.

فن برج خنک کننده

فن برج خنک کننده

فن برج خنک کننده (cooling tower fan) مرکز هوارسانی و دستگاه جابجا کننده هوا در کولینگ‌تاور می‌باشد که به آن پروانه برج خنک کن هم می‌گویند. فن یا پروانه در برج خنک‌کاری دارای تعداد معینی پره یا تیغه می‌باشد که با چرخش آنها هوا از نقطه ای به نقطه دیگر جابجا می‌شود. فن برج خنک کننده در واقع قطعه‌ای است که وظیفه آن منتقل کردن هوا از بیرون به داخل کولینگ تاور است.

فن با ایجاد یک جریان مکش مکانیکی در هوای بیرون سبب گردش و جابجایی هوا درون برج خنک کننده می‌شود. در اصل پره یا تیغه ایرفویل(airfoil) بکار رفته در پروانه سبب گردش هوا داخل دستگاه می‌شود. تیغه پروانه با چرخش خود موجب ایجاد یک اختلاف فشار نسبی در دهانه مکش هوا و در نتیجه جابجایی این سیال می‌گردد. پروانه ها علاوه بر کولینگ تاور در دستگاه های دیگر همانند چیلر، کندانسور هوایی و اگزاست فن نیز بکار برده می‌شود.

---

انواع فن برج خنک کننده

• فن برج خنک کننده محوری(axial fan)

دلیل اصلی و مهم نامگذاری پروانه آکسیال یا محوری کولینگ تاور چرخش پره‌های فن برج خنک کننده حول یک محور ثابت می‌باشد. راندمان سیستم های هوادهی اکسیال قالباً بالاتر از 80 درصد می‌باشد. سیستم هوارسانی محوری برج خنک کننده به فن‌هایی گفته می‌شود که جریان خروجی هوا در راستای محور گردش می‌باشد.

فن محوری عموماً برای کاربری‌های تک جهته همانند ورود و خروج هوا از یک محیط و هوادهی‌های بالا در نقاط مختلف کاربرد دارند. چرخش پره‌های اکسیال سبب ایجاد فشار نسبی در اطراف تیغه پروانه شده و در نتیجه سبب جابجایی هوا می‌شود. فن محوری عموماً به دلیل فشار استاتیک پایین در محیط هایی با آلوگی بالا کاربرد ندارد و همچنین این مدل در سیستم‌های هوادهی با مسیر یا کانال‌های طولانی به هیچ وجه توصیه نمی‌شود.

• فن برج خنک کننده سانتریفوژ(centrifuge fan)

سیستم های سانتریفوژ یا حلزونی در گذشته و در کولینگ تاورهای گالوانیزه کاربرد داشت. کاربرد نوع پره بکوارد یا فوروارد در این مدل پروانه متناسب با نوع دمنده یا مکنده بودن سیستم می‌باشد. مصرف انرژی زیاد، لرزش زیاد، راندمان پایین و خرابی زیاد از مهمترین دلایل منسوخ شدن سیستم هوادهی گریز از مرکز می‌باشد.

توضیحات بیشتر در مورد انواع کولینگ تاور

 

***نکته مهم و اساسی در بکارگیری سیستم های آکسیال یا محوری در کولینگ تاور

قطر پروانه با سرعت چرخشی رابطه معکوس دارد یعنی به هر میزان قطر فن برج خنک کننده بزرگتر انتخاب گردد سرعت چرخشی نیز باید کاسته شود. کاهش میزان سرعت زاویه ای چرخش در پروانه سبب کاهش آسیب به بلبرینگ می‌گردد.

---

مزایای فن برج خنک کننده محوری

• سر و صدای بسیار کم به دلیل مقطع ایرودینامیکی تیغه به صورت ایرفویل

• راندمان بالا و ایجاد هوادهی با ظرفیت بسیار بالا

• مصرف انرژی پایین به دلیل عدم ایجاد فشار استاتیکی بالا

• گردش هوای مطلوب در سیستم‌های دمنده و مکنده القایی

• عدم نیاز به تعویض وسرویس دوره‌ای (روغن کاری)

• لرزش پایین به دلیل کاهش شدید نیروی دراگ و مقاومت پسا

• ظرفیت هوادهی بسیار بالا و فشار استاتیک متعادل

• مناسب جهت کاربری در انواع تجهیزات برودتی مثل کولینگ تاور، ایرکولر و چیلرهای تراکمی هوا خنک

مطالب مفید: برج خنک کننده فایبرگلاس

---

انواع فن محوری برج خنک کننده

سیستم هوادهی آکسیال یا محوری با توجه به نوع پروانه امپلار یا چند پره به دسته‌بندی‌های مختلفی تقسیم می‌شود. انواع نوع محوری یا آکسیال سیستم هوادهی بر اساس نوع و جنس تیغه در انواع مختلفی تولید و عرضه می‌گردد. عرض و جنس تیغه در واقع تأثیر بسزایی در عملکرد سیستم در شرایط مختلف ایجاد می‌نماید. جنس پره و نوع مقطع ایرودینامیکی بیشترین اثر گذاری را در نحوه عملکرد پروانه کولینگ تاور دارد.

مقطع ائرودینامیکی باعث کاهش میزان فشار استاتیک می‌شود و این موضوع سبب کاهش شدید لرزش می‌شود. کاهش میزان لرزش در واقع پیش زمینه ای از کاهش نیروهای لرزشی در نوک پره است. کاهش لرزش در سیستم هوارسانی موجب کاهش میزان فشار بر روی موتور و کاهش صدای تولیدی دستگاه می‌شود.

• الف) سیستم هوادهی محوری با تیغه آلومینیوم

• ج) سیستم هوارسانی اکسیال با پره فایبرگلاس

• د) فن محوری برج خنک کننده با تیغه پلی آمید

---

الف) فن برج خنک کننده آلومینیوم

رایج ترین نوع سیستم هوادهی و هوارسانی در کولینگ تاور استفاده از تیغه آلومینیوم می‌باشد. جنس پره در این مدل تماماً آلیاژ آلومینیوم (aluminum alloy) می‌باشد. آلومینیوم به دلیل نرم بودن می‌تواند به راحتی تحت شکلهای ایرودینامیکی مناسب شکل پذیری داشته باشد. بهترین مقطع ایرودینامیکی در سیستم‌های جابجا کننده هوا نوع مقطع ایرفویل (airfoil) می‌باشد. مقطع ایرفویل در تیغه فن برج خنک کن سبب کاهش شدید فشارهای مربوط به نیروی دراگ (تلاطمی) می‌شود.

 

تیغه‌های آلومینیوم به صورت شاخه ای توسط دستگاه اکسترود به صورت شاخه‌ای تولید می‌شود. قالب ایرفویل در تیغه های آلومینیوم دارای عرض 27 سانتیمتر می‌باشد. مناسب ترین زاویه استاندارد تنظیم تیغه‌های پروانه آلومینیوم برج خنک کننده بین 14 الی 16 درجه می‌باشد. کاهش زاویه در پره ها سبب کاهش میزان ظرفیت هوادهی(air flow) و افزایش زاویه تنظیم سبب افزایش لرزش می‌شود. لرزش و تشدید نیروهای تلاطمی ایجاد شده به مرور زمان می تواند سبب شکسته شدن شافت‌های اتصال تیغه به هاب گردد.

---

ب) فن برج خنک کننده فایبرگلاس

پروانه فایبرگلاس کولینگ تاور به دلیل داشتن تیغه یا پره کامپوزیتی (فایبرگلاس) به این نام شناخته می‌شود. تیغه فایبرگلاس به دلیل داشتن مقاومت بسیار بالا در مقابل رطوبت کاربرد فراوانی در برج‌های خنک کننده مکش القایی مکنده دارد. سیستم‌های مکنده القایی به دلیل تماس دائمی با رطوبت هوای اشباع تخلیه شده از قسمت بالای فن در خطر خوردگی و پوسیدگی قرار دارند. استفاده از کامپوزیت یا فیبر فشرده پلاستیک در تیغه فن سبب افزایش مقاومت و طول عمر این قطعه می‌شود.

از طرفی دیگر پره های فایبرگلاس بکار رفته در این مدل به دلیل داشتن مقاومت در برابر اسید برای محیط‌های صنعتی به خصوص به شدت توصیه می‌شود. در جداره بیرونی تیغه‌های فایبرگلاس در پروانه‌های محوری کامپوزیتی یا پلاستیکی از یک لایه ژلکت استفاده می‌شود. ژلکت نوعی رزین غلیظ می‌باشد که سبب تشکیل یک لایه پوشش ضخیم و مقاوم بر جداره بیرونی پروانه کولینگ تاور می‌شود.

---

ج) فن برج خنک کننده پلی آمید

فن مولتی وینگ با متریال پلی آمید (poly amid) به دلیل به کار بردن متریال فوق سبک یکی از رایج ترین انواع سیستم‌های هوادهی آکسیال یا محوری به حساب می‌آید. سیستم هوادهی مولتی وینگ به دلیل داشتن پره های کوچک و سبک حجم کمی از ظرفیت هوادهی را ایجاد می نماید. به دلیل ظرفیت پایین هوادهی تولیدی توسط این مدل، از آن در کولینگ تاورهای کوچک (ظرفیت برودتی پایین) استفاده می‌شود.

فن برج خنک کننده تیپ مولتی وینگ (molti-wing) در واقعی نوعی از فن محوری یا اکسیال محسوب می‌شود که دارای قابلیت تنظیم زاویه می‌باشد. پروانه مولتی وینگ برج خنک کننده به عبارتی دیگر دارای تعداد معین پره با عرض تیغه کم (13 الی 18 سانتی متر) می‌باشد که جنس تیغه این نوع فن از متریال پلی آمید (PE) می‌باشد.

کاتالوگ فن های محوری تولیدی دماگستر

سیر تکاملی طراحی و تولید فن برج خنک کننده

به بیانی ساده‌تر فن یا پروانه عامل اصلی ایجاد هوادهی در برج خنک‌کننده محسوب می‌شود. این قطعه در انواع برج خنک‌کاری جریان همسو و جریان ناهمسو به کار برده می‌شود. پروانه در این کاربری مرکز سیستم جریان دهی هوا در کولینگ تاور محسوب می‌شود. فن وابسته به توان برودتی کولینگ تاور میزان معینی از حجم سیال هوا را در ساعت جابه‌جا می‌نماید.

این تجهیز در سیر تولیدی کولینگ تاور دستخوش تغییرات بسیاری شده است. با پیشرفت صنعت تولید و ساخت برج خنک کننده فن نیز دچار تغییرات بسیاری شده است. امروزه پروانه های محوری با تیغه های فوق سبک جایگزین هواکش های حلزونی و سانتریفوژ در کولینگ تاور شده‌اند.

---

آیا بالانس فن برج خنک‌کننده اهمیت بالایی در کارکرد این دستگاه دارد؟

پاسخ به این سوال مثبت است. بالانس کردن فن برج خنک‌کننده (متوازن کردن چرخش فن) سبب کاهش نیروی اصطکاک بین پره‌ها با  جریان هوای بیرون می‌شود. با کاهش نیروهای مقاوم در برابر چرخش تیغه ها عملکرد این تجهیز بسیار روان‌تر و آرام‌تر خواهد شد. قالباً تمامی لرزش و صدای تولید شده توسط فن به دلیل نیروهای توربولانت مقاومتی در برابر چرخش پروانه می‌باشد.

نیروهای توربولانت دسته ای از نیروهای اصطکاکی بین پره و سیال هوا در طی کارکرد این تجهیز می‌باشد. شدت نیروهای توربولانسی و تلاطمی از مهمترین نکاتی است که در طراحی باید دائماً چک شود. لرزش‌های بوجود آمده در سیستم هوادهی سبب ایجاد لرزش در بدنه و سایر قسمت‌های برج خنک کننده می‌شود. منشأ قالب لرزش‌ها و ارتعاشات در کولینگ تاور، عدم تنظیم سیستم هوادهی است.

صدای بوجود آمده از فن یا پره برج خنک‌کننده گاهی می‌تواند به شدت سبب آزار ساکنان آن محیط اطراف گردد. افزایش نیروهای توربولانسی ناشی از عدم بالانس بودن فن سبب افزایش گشتاور مورد نیاز در مولد انرژی مکانیکی (دینام) می‌شود. این به معنی است که مصرف انرژی در برج خنک‌کن بیشتر خواهد شد.

با توجه به موضوع مذکور طبیعتاً موتور با لود و بار گشتاوری بیشتری باید انجام وظیفه کند. افزایش فشار بر روی الکتروموتور نیز طبعات بدتری در پیش خواهد داشت. بنابراین بالانس نکردن تیغه‌ها و پروانه در برج خنک کننده معایب فراوانی دارد.

معایب عدم بالانس بودن فن یا پروانه در برج خنک‌کننده

• تخریب و  از بین رفتن سریع تیغه و شافت‌های بکار رفته در پروانه کولینگ تاور

• افزایش توان موتور لازم جهت چرخش و در نتیحه آمپر کشیدن مازاد موتور

• ایجاد صدای زیاد (شدت صوت های بالاتر از 80 db)

• به وجود آمدن لرزش و ارتعاش زیاد در تمامی بخش‌های داخلی

---

انواع بالانس فن یا پروانه برج خنک‌کننده

• الف) بالانس استاتیکی فن برج خنک کننده

این مدل بالانس در فن به صورت ثابت و بدون چرخش صورت می گیرد. بالانس استاتیکی به معنی تنظیم زوایای تیغه‌های پروانه برج خنک کننده تحت یک زاویه یکسان تحت افق می‌باشد.

• ب) بالانس دینامیکی فن برج خنک کننده

بالانس دینامیکی فن در واقع شبیه سازی عملکرد پروانه کولینگ تاور در یک دستگاه لرزه نگار می‌باشد. دستگاه لرزه نگار پس از چرخش فن با سرعت زاویه ای استاندارد(دور نامی) متوجه معایب سیستم می‌شود. در واقع مشخص می‌شود که پروانه در کدام قسمت نسبت به سایر بخشها دارای عدم توازن می‌باشد. پس از تشخیص نقطه تلاطم، تیغه بکار رفته در فن با روش های مختلف بارگذاری بالانس دینامیکی می‌گردد.

---

شاخصه های مهم طراحی و نصب فن برج خنک کننده

---

میزان حجم هوادهی فن برج خنک کننده

هوادهی یا ظرفیت جابجایی هوا (Air Flow) در واقع میزان نرخ حجم هوای جابجا شده در واحد زمان معین در کولینگ‌تاور می‌باشد و یکی از مهمترین بخش‌های طراحی و محاسبات برج خنک کننده محسوب می‌شود. به بیانی ساده‌تر مهمترین شاخصه و فاکتور طراحی در سیستم های جابجایی هوا ظرفیت و نرخ هوادهی در آن می‌باشد. ظرفیت هوادهی پروانه خود تابع عوامل متعددی است.

***عوامل اصلی تأثیرگذار در میزان حجم هوادهی فن برج خنک کننده به شرح ذیل می‌باشد.

الف) تعداد پره ها یا تیغه های پروانه کولینگ تاور

ب) عرض تیغه یا پهنای پره

ج) زاویه تظیم پره ها نسبت به سطح افق

د) نوع سیستم هوادهی

---

فشار استاتیک فن برج خنک کننده

فشار استاتیک (static Presure) در پروانه در واقع میزان تنش و فشاری است که تیغه در اثر برخورد با هوا تحمل می‌کند. فشار استاتیک فن نیز تنشی می‌باشد که توسط نیروی مقاومت هوا (پسا) در تماس با تیغه‌ها یا پره‌های پروانه کولینگ تاور ایجاد می‌شود. فشار استاتیک در پروانه برج خنک کننده تأثیر مستقیمی بر توان مصرفی موتور یا مولد انرژی مکانیکی (دینام) دارد.

به منظور کاهش فشار استاتیک از پره‌هایی با مقطع ایرودینامیکی ایرفویل در کولینگ‌تاور استفاده می‌شود. این مقطع به لحاظ ایجاد نیروی لیفت و ایجاد فشار نسبی در دو طرف تیغه یا پره، بهترین گزینه مقطع سیالاتی در بین انواع پره‌های بکار رفته در تولید فن برج خنک کننده محسوب می‌گردد.

---

فشار دینامیک فن برج خنک کننده

فشار دینامیک (dynamic presure) در واقع همان فشار نسبی در پروانه کولینگ تاور می‌باشد که سبب ایجاد خلاء نسبی و در نتیجه جابجایی هوا می‌گردد. فشار دینامیک فن برج خنک کننده به عبارتی ساده‌تر تابعی از فشار استاتیک و میزان حجم هوادهی می‌باشد.

---

دورنامی فن برج خنک کننده

همانطور که از قوانین فنها در اصول سیالات می‌دانیم افزایش سرعت زاویه‌ای (سرعت چرخشی) سبب افزایش میزان حجم هوادهی می‌گردد. به منظور عدم تشدید نیروهای توربولانسی، برای هر قطر و سایز از پروانه کولینگ تاور شاخصه یا فاکتوری تحت عنوان دور نامی تعریف می‌شود.

دورنامی فن برج خنک کننده در واقع بهترین سرعت جهت چرخش می‌باشد. به هر میزان قطر پروانه افزایش یابد دور نامی مجاز فن نیز کاهش یابد. بنابراین در پروانه برج خنک کننده صنعتی عمدتاً از فن‌های بزرگ با سرعت چرخش بسیار آرام استفاده می‌شود.

مبانی برج خنک کننده 2

برج های مکش مکانیکی از یک یا چند فن برای تولید جریان هوای برج استفاده می کنند. باید حرارتی آنها تمایل به پایداری بیشتری دارد و کمتر تحت تاثیر متغیرهای سایکرومتری قرار می گیرد.هرگونه تغییر جوی با بار گرمایی برعهده توان و ظرفیت ها و سیکل خاموش و روشن شدن آنها است . این گونه برج ها به برج های مکش اجباری (شکل 10.4) و مکش القایی(شکل 10.5) تقسیم می شوند.فن برج مکش اجباری در ورودی جریان هوا قرار می گیرد و هوا را به داخل می دهد ولی فن برج حضور فن وسیله ای را نیز برای تنظیم جریان هوا فراهم می کند تا تغییرات جوی و بار دریایی را جبران کند، مسئولیت جبران مکش القایی در خروجی جریان هوا قرار می گیرد و هوا را به محیط بیرونی میدهد.

برج های مکش اجباری دارای هوای ورودی پرسرعت و هوای خروجی کم سرعت هستند و بیش از اندازه قابلیت باز گردش دارند. بنابراین، این برج ها از پایداری عملکردی کمتری نسبت به برج های مکش القایی برخوردارند، قرار گرفتن فن برج در مسیر هوای ورودی می تواند موجب یخ زدگی فن تحت شرایط هوای سرد یا باز گردش هوای مرطوب شود.

معمولا برج های  مکش اجباری مجهز به فن سانتریفیوز هستند. هرچند نیازمند به اسب بخار بسیای بیشتری از فن پروانه ای هستند فن سانتریفیوژ می تواند به خوبی در مرا۔ ابرابر فشار زیادی استانیک  کانال ها عمل کند . بنابراین چنین فی می تواند در محفظه ای قرار گیرد و باعث ورودی و خروجی شود یا با گردش هوا به حداقل رسدسرعت هوای خروجی برج های مکش القایی 3تا 4 برابر سرعت هوای ورودی آنهاست . سرعت هوای ورودی تقریبا 5 مایل در ساعت (8Km/hr) است بنابراین، تمایلی برای تشکل منطقه کار فشار در ورودی هوا وجود ندارد و اگر وجود داشته باشد بسیار کم است علت آن چیزی جزعملکرد فن نیست. پتانسیل باز گردش هوا در برج های مکش القایی به صورت خود راه انداز نسبت و به شرایط باد غالب بستگی دارد.مکان فی در مسیر هوای خروجی باعث حفاظت عالی در برابر یخ زدگی اجزای مکانیکی می شود. پذیرش گسترده چنین فن هایی در تاسیسات کوجک 15gpm و تاسیسات بزرگ 2650m/min است.برج های ترکیبی با مکش طبیعی و دودکش های کوتاه است.

با این وجوده اورسی داخلی  مشخص می کند که آنها به فن های مکش مکانیکی هم مجهزند تا به جریان هوا کمک کنند. از این رو آنها را برج های مکش طبیعی تقویت شده با فن نامند.هدف از طرح چنین برج هایی به حداقل رساندن اسب بخار مورد نیاز جریان هوا و کاهش هزینه  دودکش هاست. عملکرد فن فقط در بار های گرمای زیاد ضروری است. اگر تشکیل گرده ی آب برج قابل قبول نیست. تخلیه مرتفع<<برج مکش طبیعی تقویت شده با فن >> می تواند مناسب باشد.

4- ویژگی جریان هوا:

ویژگی جریان هوا برج های خنک کننده بر اساس رابطه ی  نسبتی جریان هوا و آب درب تقسیم بندی می شوند:

در برج های جریان معکوس (شکل10.8) هوا از میان صفحات داخلی برج به طور عمودی به طرف بالا و برخلاف جریان آب که رو به پایین است، حرکت می کند، به واسطه نیاز به محفظه های گسترده ورودی و خروجی، استفاده از سیستم های پاششی فشار قوی و افت فشار زیاد هوا، بعضی از برج های کوچکتر جریان معکوس از نظر فیزیکی بزرگتر (بلندتر) می باشند و نیازمند هد بیشتر پمپ و از همتایان جریان متقابل خود قدرت فن بیشتری را به کار می گیرند با این وجود، در برج های بزرگتر جریان معکوس، استفاده از سیستم های توزیع کم فشار ثقلی و قابلیت دسترسی فضاهای محفظه و ورودی هوا، تمایلی برای متعادل ساختن این وضعیت و حتی معکوس کردن آن وجود دارد. ماهیت محصور برج جریان معکوس باعث محدود شدن در معرض قرار گرفتن آب در مقابل نور مستقیم خورشید و کاهش رشد جلبک و خزه می شود .

برج های جریان متقابل (شکل 10.9) دارای شکلی از صفحات داخلی برج هستند که از طریق آن ها هوا به طور افقی جریان می یابد و آب به سمت پایین سقوط می کند. آب گرم سیستم که باید خنک شود به تشک فوقانی برج در بالای صفحات داخلی وارد شده و به واسطه نیروی ثقل او افشانک ها بر روی سطوح داخلی برج ریخته و در نهایت وارد تشتک تحتانی برج میشود که در نتیجه نیاز به سیستم توزیع پاششی- فشاری را مرتفع می سازد و سیستم ثقلی را برای راحتی  تعمیر و نگهدارای به کار می گیرد با استفاده صحیح از شیرهای کنترل جریان، برنامه نظافت ونگه داری سیستم توزیع برج جریان متقابل می تواند در حالی که برح دائما کار می کند، به صورت قسمتی تکمیل شود